QGIS GRASS beépülő modul és GRASS GIS 7.0 (beta1 verzió) Hidrológiai analízis segédlet

Átírás

1 QGIS GRASS beépülő modul és GRASS GIS 7.0 (beta1 verzió) Hidrológiai analízis segédlet A QGIS GRASS beépülő modell és GRASS programok Hidrológiai analízis funkcionalitásait ismerhetjük meg a következő példa feladatsoron keresztül A feladat során egy vízgyűjtő területet fogunk lehatárolni. A lehatárolást a Spearfish 60 adatain végezzük el. Az állományt az OSGEO GRASS honlapjáról letölthető tömörített formátumban ( Először a GRASS 7.0 (beta1), majd utána QGIS programban végezzük a lehatárolást. Jó munkát! 1 Jó a gépen fellelhető a GRASS egy korábbi verziója (pl.6.4.3), mert van olyan funkcionalitása, mely még Windows Beta verziójában nem működik.

2 GRASS 7.0 (beta) 1. Miután letöltöttük a tömörített fájlt, kicsomagoljuk a D:\[Sajatmappa]\grassdata 2 mappába az állományt. 2. A program megnyitása után Spearfish 60 állomány elérési útvonal megadása 3. Saját térképhalmaz (Create Mapset) majd a feladat készítése során, csak azokat a rétegeket (raszteres rétegeket) tároljuk ezen a térképhalmazon, mellyel később a vizsgálatot végezni fogjuk 4. Majd Start GRASS gomb lenyomásával elindítjuk programot 1. ábra: Új térképhalmaz létrehozása I. 2 Lehet, hogy az E:\ meghajtó lesz a D:\ meghajtó helyett.

3 2. ábra: Új térképhalmaz létrehozása II.-> Ide a saját monogram kerüljön 3. ábra: GRASS indítása

4 5. A Command Consol fülön (alsó menüsor): kilistáztatom Spearfish60 raszteres állományait Megnézzük mit másolunk a saját térképhalmazunkba át (g.list rast) 4. ábra: Raszteres rétegegek kiíratása 6. Miután megnéztük az adatokat, átmásoljuk a szükséges adatokat a saját Térképhalmazunkba. A listázáshoz hasonlóan a Command Consol-ba írjuk be a másolás paramétereit (g.copy rast=*@permanent,[nev]). A következő raszteres adatokat másoljuk át a. elevation.dem ezen fogjuk az analízis elvégezni b. aspect 2D-s view-ban 3D-s kinézetet adjunk

5 5. ábra: Raszteres rétegek másolása 6. ábra: Kiinduló rétegeink

6 7. A munkaterület régióját beállítjuk a DEM-vel megegyezőére Settings\Region\Set region (g.region) 7. ábra: Régió beállítása I. 8. ábra: Régió beállítása II. 8. Hidrológiai analízis funkciók használata: a. Első lépésként a Raster\Hydrologic Modeling\Depressionless and flowlines (r.fill.dir) eszközt használjuk Erre azért van szükség, hogy a DEM modell mélyedéseit /depresszióit (jelen helyzetben víznyelőket) feltöltsük. Ebben a

7 modulban a depressziók feltöltése mellett, még a folyási irány réteg is elkészíthető, mely egy adott ponthoz tartozó folyási irányt adja meg. Minden cellához egy-egy értéket (1,2,4,8,16,32,64,128) rendel hozzá attól függően, hogy milyen irányba folyik el onnan a víz. 9. ábra: Flow accumulation eszköz I.

8 10. ábra: Flow accumulation bemeneti és kimeneti adatai 11. ábra: Feltöltött domborzat réteg

9 12. ábra: Folyásirány térkép b. Következő lépésben a Raster\Hydrological Modeling\Watershed analysis (r.watershed) modul segítségével a feltöltött a domborzatmodell területére eső vízgyűjtő területeit határoljuk le. A területek nagyságát cellák számában határozzuk meg (jelen példánkban most 1500 ez a paraméter). Ebben a modulban még a felhalmozódási/összegyülekezési térképet, illetve vízelvezetőségi raszteres térképi rétegeket is létrehozható.

10 13. ábra: Watershed analysis eszköz I. 14. ábra: Watershed analysis eszköz, a magassági raszteres réteg megadása

11 15. ábra: Watershed analysis eszköz, távolsági paraméter megadása

12 16. ábra: Watershed analysis eszköz, kimeneti réteg raszteres rétegek elnevezései 17. ábra: Összegyülekezési raszteres réteg

13 18. ábra: Vízgyűjtő területek (színezést a réteg melletti Click to layer settings\set color table történt a byr színtábla kódjai alapján, de több lehetőség adatik meg milyen színkód lehetséges) 19. ábra: Vízelvezetőség raszteres réteg c. A vízgyűjtő terület lehatárolása során (r.watershed) készült összegyülekezési térképből el lehet készíteni a terület vízfolyási térképét. Ehhez több lépésen keresztül juthatunk el, mely során a Raster\Raster map calculator (r.mapcalc),

14 Raster\Transform features\thin (r.thin) 3, valamint a Raster\Map type conversion\raster to vector (r.to.vect) 20. ábra: Egyenlet a logaritmikus összegyülekezési réteg előállítására 21. ábra: logaritmikus skálájú összegyülekezési raszteres réteg 3 A GRASS 7.0 béta verziójában ez a funkcionalitás futtatható, ezért ezt a GRASS

15 22. ábra: Egyenlet a folyók deriválásra 23. ábra: Előző egyenlet végeredménye

16 24. ábra: GRASS 7.0 béta hibaüzenete

17 25. ábra: GRASS verziójának Thin (r.thin) eszköze 26. ábra: Vékonyítás végeredménye (GRASS 7.0 2D-s view-ban)

18 27. ábra: Vektoros réteggé való átalakítás beállításai

19 28. ábra: Az összegyülekezési térképből generalizált térkép vektoros állománya 29. ábra: A hidrológiai analízis végeredménye (A vízgyűjtő területek és folyói)

20 Ehhez a mintaállományhoz nem tartozik csapadékkal kapcsolatos raszteres állomány, de ha saját adatokkal (melyhez tartozik csapadékmennyiség adat is), hidrológiai árvízi modellt készíteni azt az Raster\Hydrological Modeling\ Overland flow simulation (r.sim.water) eszközzel tehetitek meg.

21 QGIS (2.2.0) - GRASS beépülő modell QGIS Destop megnyitása után, leellenőrizzük, hogy a GRASS modul telepítve van-e a modulok között. Miután erről megbizonyosodtunk, el is kezdhetjük a vízgyűjtő terület lehatárolását. 30. ábra: Beépülő modulok 31. ábra: GRASS beépülő modell

22 32. ábra: GRASS eszközsor 1. A saját mappánkba kicsomagolt Spearfish 60 munkaterületen létrehozzuk a saját térképhalmazunkat. 33. ábra: Térképhalmaz létrehozása

23 34. ábra: Állomány eléri útvonalának megadása 35. ábra: Munkaterület kiválasztása

24 36. ábra: Térképhalmaz létrehozása (monogramunk pl.) 2. A GRASS programmal ellentétben itt nem lehet másolni raszteres rétegeket, csak más térképhalmazból nyithatóak meg. (A korábban a GRASS-ban készült térképhalmazunkból nyissuk meg a dem réteget, melyen a lehatárolást végezzük majd) 37. ábra: Raszteres réteg megnyitása más adathalmazból 3. Hidrológiai analízis/vízgyűjtő terület lehatárolása a. Fill eszköz használata a dem raszteres állományon

25 38. ábra:grass eszközök ikonja 39. ábra: Eszköz kiválasztása

26 40. ábra: Az Fill eszköz beállításai 41. ábra: A raszteres DEM modell a fill eszköz használata után

27 42. ábra: Folyási irány réteg b. Miután a végrehajtottuk az előző műveletet használjuk a Watershed Analysis eszköz segítségével elvégezzük a vízgyűjtő terület lehatárolását 43. ábra: Watershed analysis eszköz

28 44. ábra: Watershed analysis bemeneti adat, kimeneti réteg(ek) és paraméter megadása 45. ábra: A folyamat lefutása után az eredmény megjelenítésre kattintva a projektünkbe betöltődik az vízgyűjtő terület

29 46. ábra: Réteg beállításainál beállítani a vág opciót, hogy a többi réteg is látszódjon 47. ábra: Vízgyűjtő területek a stílus beállítás után

30 48. ábra: Összegyülekezési raszteres réteg c) A következő lépés a folyók elkészítés lesz az összegyülekezési térképből r.mapcalc, r.thin funkciók segítségével. i) Map Calculator a GRASS-val ellentétben a műveleteket grafikus formában modellezük le. (lásd. 50. és 53. ábra)

31 49. ábra: r.mapcalc 50. ábra: Egyenlet/folyamatábra a logaritmikus összegyülekezési réteg előállítására (A bekarikázott ikonok segítségével építjük fel az egyenletünket balról jobbra az ikonok jelentése: raszteres réteg,konstans hozzáadása,függvény/művelet hozzáadása, az egységek összekötésére szolgáló vonal, mozgatás, egység törlése, megnyitás, mentés, mentés másként)

32 51. ábra: Egyenlet a logaritmikus összegyülekezési réteg előállítására II. 52. ábra: logaritmikus skálájú összegyülekezési raszteres réteg

33 53. ábra: Egyenlet a folyók deriválására 54. ábra: A derivált folyók

34 55. ábra: r.thin eszköz 56. ábra:r.thin

35 57. ábra: A parancs végrehajtásának végeredménye ábra: r.to.vec.line 4 A réteg megjelenítésekor fekete eredményt kapunk, ne ijedjünk meg, mert ez a jó eredmény

36 59. ábra: Az input és az output réteg megnevezése 60. ábra: Vektoros folyó réteg

37 61. ábra: QGIS (2.2.0) Vízgyűjtő terület lehatárolásának végeredménye